In this work, TiO2 3D nanostructures (TF30) were prepared via a facile wet chemical process using ammonium hexafluorotitanate. The synthesized 3D TiO2 nanostructures exhibited well-defined crystalline and hierarchical structures assembled from TiO2 nanorods with different thicknesses and diameters, which comprised numerous small beads. Moreover, the maximum specific surface area of TiO2 3D nanostructures was observed to be 191 m2g-1, with concentration of F ions on the surface being 2 at%. The TiO2 3D nanostructures were tested as photocatalysts under UV irradiation using Rhodamine B solution in order to determine their photocatalytic performance. The TiO2 3D nanostructures showed a higher photocatalytic activity than that of the other TiO2 samples, which was likely associated with the combined effects of a high crystallinity, unique features of the hierarchical structure, a high specific surface area, and the advantage of adsorbing F ions.

A facile one-pot wet chemical process to prepare pure anatase TiO2 hollow structures using ammonium hexafluorotitanate as a precursor is developed. By defining the formic acid ratio, we fabricate TiO2 hollow structures containing fluorine on the surface. The TiO2 hollow sphere is composed of an anatase phase containing fluorine by various analytical techniques. A possible formation mechanism for the obtained hollow samples by self-transformation and Ostwald ripening is proposed. The TiO2 hollow structures containing fluorine exhibits 1.2 - 2.7 times higher performance than their counterparts in photocatalytic activity. The enhanced photocatalytic activity of the TiO2 hollow structures is attributed to the combined effects of high crystallinity, specific surface area (62 m2g-1), and the advantage of surface fluorine ions (at 8%) having strong electron-withdrawing ability of the surface ≡ Ti-F groups reduces the recombination of photogenerated electrons and holes.

In this study, using a wet chemical process, we evaluate the effectiveness of different solution concentrations in removing layers from a solar cell, which is necessary for recovery of high-purity silicon . A 4-step wet etching process is applied to a 6-inch back surface field(BSF) solar cell. The metal electrode is removed in the first and second steps of the process, and the anti-reflection coating(ARC) is removed in the third step. In the fourth step, high purity silicon is recovered by simultaneously removing the emitter and the BSF layer from the solar cell. It is confirmed by inductively coupled plasma mass spectroscopy(ICP-MS) and secondary ion mass spectroscopy(SIMS) analyses that the effectiveness of layer removal increases with increasing chemical concentrations. The purity of silicon recovered through the process, using the optimal concentration for each process, is analyzed using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES). In addition, the silicon wafer is recovered through optimum etching conditions for silicon recovery, and the solar cell is remanufactured using this recovered silicon wafer. The efficiency of the remanufactured solar cell is very similar to that of a commercial wafer-based solar cell, and sufficient for use in the PV industry.

F-containing TiO2 nanopowders are synthesized using simple wet processes (precipitation-based and hydrothermal) from ammonium hexafluorotitanate (AHFT, (NH4)2TiF6) as a precursor to apply as a photocatalyst for the degradation of rhodamine B (RhB). The surface properties of the prepared samples are evaluated using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), and transmission electron microscopy (TEM). The results confirm that the synthesized anatase TiO2 has sphere-like shapes, with numerous small nanoparticles containing fluorine on the surface. The photocatalytic activity of F-containing TiO2 compared with F-free TiO2 is characterized by measuring the degradation of RhB using a xenon lamp. The photocatalytic degradation of F-containing TiO2 exhibits improved photocatalytic activity, based on the positive effects of adsorbed F ions on the surface.

Multi-walled carbon nanotube (MWCNT)–copper (Cu) composites are successfully fabricated by a combination of a binder-free wet mixing and spark plasma sintering (SPS) process. The SPS is performed under various conditions to investigate optimized processing conditions for minimizing the structural defects of CNTs and densifying the MWCNT–Cu composites. The electrical conductivities of MWCNT–Cu composites are slightly increased for compositions containing up to 1 vol.% CNT and remain above the value for sintered Cu up to 2 vol.% CNT. Uniformly dispersed CNTs in the Cu matrix with clean interfaces between the treated MWCNT and Cu leading to effective electrical transfer from the treated MWCNT to the Cu is believed to be the origin of the improved electrical conductivity of the treated MWCNT–Cu composites. The results indicate the possibility of exploiting CNTs as a contributing reinforcement phase for improving the electrical conductivity and mechanical properties in the Cu matrix composites.

Alane(aluminum trihydride, AlH3)으로 명명되는 고에너지 물질인 삼수소알루미늄은 수소저장 물질로서 뿐만 아니라 우주항공분야의 고체 추진제나 방위산업의 화약제조용으로도 사용될 수 있다. 본 연구는 습식공정을 통하여 합성하고, 에테르를 세밀하게 분리하는 결정화 공정을 통하여 최종 수소화물을 추출하였다. 결정화 공정에서 삼수소알루미늄-에테레이트(AlH3·(C2H5)2O)가 alane으로 상변이하면서 입자가 성장하고, 85℃에서 2 시간의 결정화 시간이 이루어졌을 때 가장 안정된 결정상이 나타나는 모습을 확인하였다. 최종적으로 추출된 고체상 삼수소알루미늄은 막대모양의 γ-형태가 가장 많은 양을 차지하는 것으로 나타났으며, 크기는 50-100 μm 수준이었다

The expansion of the display market could mass-produce the product which becomes the super-slim and ultra-lighting according to the demand of customer. This change etched the mobile display panel in order to make the thin glass. The wet etching refers to the process of removing selectively the unnecessary part in order to form the circuit pattern among the semi-conductor or the LCD manufacturing process. The wet etching can progress the etching about a large amount at a time but the thickness of glass is not smooth or not etched according to the process condition. In this study, the defect factor in the etching process tries to be analyze. The experimental design was established and the processing condition was optimized in order to minimize under non-etch part generation by the experiment of design.

Nickel recovery method was studied by the wet process from the catalyst used in hydrogenation process. Nickel content in waste catalyst was about 16%. At the waste catalyst leaching system by the alkaline solution, selective leaching of nickel was possible by amine complex formation reaction from ammonia water and ammonium chloride mixed leachate. The best leaching condition of nickel from mixed leachate was acquired at the condition of pH 8. LIX65N as chelating solvent extractant was used to recover nickel from alkaline leachate. The purity of recovered nickel was higher than 99.5%, and the whole quantity of nickel was recovered from amine complex.

습식분쇄의 최적조건을 얻고자 부형제 종류, 농도, 습식분쇄시 rotor speed, bead size, feed rate, 분쇄회수를 달리하여 분쇄한 결과, 부형제로는 gum arabic을 사용하여 5%의 농도로 첨가할 때 가장 좋은 분쇄효과를 나타내었다. Rotor speed를 달리하여 습식분쇄한 결과, rotor speed가 증가할수록 좋은 결과를 나타내어 4,000 rpm에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 원료와 직접 부딪혀 분쇄를 하게 되는 bead는 0.4 mm의 크기를 사용하였을 때 가장 작은 사이즈로 분쇄되는 것으로 나타났다. 분쇄가 이루어지는 chamber내에 원료를 공급하는 비율에 따른 결과에서는 40 L/h 의 속도로 공급했을 때 가장 작은 입도분포를 보였다. 분쇄회수에 따른 영향은 횟수에 따라서는 8회 이상으로 분쇄하였을때 0.6 μm이하의 입도분포가 90% 이상으로 나타나 10회를 분쇄하였을때 가장 좋은 효과를 나타내었다. 연속운전과 비연속운전의 비교에서는 연속운전이 더 효율적이었으며 부형제 종류에 따른 영향은 gum arabic을 첨가하여 분쇄하였을때 가장 우수한 결과를 나타내었다. 따라서 적절한 농도와 종류의 부형제 사용과 rotor speed, bead size, feed rate, 용매와의 혼합비의 최적공정을 수립한 습식분쇄기술로 초미세액상칼슘의 제조가 가능하였고, 습식분쇄기술을 식품가공기술로 활용할 수 있는 가능성을 확보하였다.

본 연구에서는 반도체 소자의 수율을 현저히 저하시키는 반도체 습식 세정 시 건조 후 웨이퍼 표면에 형성된 water mark의생성 원인을 고찰하였다. 이를 위해 초순수수의 물방울을 다른 접촉각의 시편 위에 고의로 잔류시킨 후 질소 및 산소 분위기에서 건조시켰다. 건조 분위기와 상관없이 HF 처리된 소수성의시편 뿐만 아니라 친수성의 시편에서도 water mark이 관찰되었다. 생성된 water mark의 크기는 분위기에 무관하게 접촉각이 증가함에 따라 감소하였다. 그러나 산소 분위기에서 HF처리된 시편은 건조 후 질소 분위기에서 생성된 water mark의 크기보다 2배이상 크게 형성되었다. 이들 산소 및 질소 분위기에서 HF 처리된 실리콘 시편 위에 생성된 water mark의 성분을 AES(Auger Electron Spectroscopy)로 분석한 결과 water mark는 실리콘과 산소의 화합물 형태로 존재함을 확인하였다. AAS(Atomic Absorption Spectroscopy)분석 결과 건조 분위기에 상관 없이 HF처리된 실리콘 시편 위에 물방울을 30분 잔류시 물방울 내의 실리콘 농도가 증가하였다. 또한 물방울내 ozone을 첨가하여 실리콘 표면을 산화 시켰을 때 물방울과 표면의 접촉각 감소와 water mark의크기의 증가를 초래하였다.

전자산업의 발달로 printed circuit board (PCB)와 같은 구리를 함유한 부품의 수요는 증가하고 있으며, 이를 제조 및 가공하는 과정에서 염산 및 질산과 같은 강한 산이 사용되며, 이 때 발생되는 폐산은 많은 양의 구리를 함유한 채 폐기처분된다. PCB 제조 기기의 구리 석막을 제거하기 위하여 사용되는 세척용 질산은 사용 후, 구리를 3~8% 수준으로 함유하고 있으며, 현재 발생되는 폐질산은 가성소다(NaOH)나 소석회(Ca(OH)2)를 이용하여 중화한 후 처리되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 폐산 내 존재하는 구리를 탄산구리(CuCO3) 형태로 침전시키기 위하여 소다회(Na2CO3) 및 소석회(Ca(OH)2)를 이용하여 구리를 중화･침전시켜 회수하고, 이를 재자원화하기 위한 금속소재(금속 구리, 산화구리 등)로 제조하는 것을 목적으로 한다. 폐질산으로부터 탄산구리(CuCO3)를 회수하기 위한 반응인자로 사용 약품의 혼합비, 사용량, 침전 pH, 반응 온도를 달리하여 구리의 회수율을 최적화하였다. 또한, 회수된 탄산구리를 고온에서 산화시켜, X-ray diffraction(XRD)을 통한 결정성을 확인하고, 탄산구리를 폐염산에 용해시켜, 철 치환반응을 통한 금속구리를 제조하였다. 구리를 5% 함유한 폐질산으로부터 99.8% 이상 구리를 회수한 최적 조건은 소다회:소석회 혼합비 1:2에서, 혼합약품 사용량 300 g/kg, 침전 pH 6.5, 반응온도 70℃로 도출되었다. 또한, XRD 분석을 통한 고온산화조건은 1,100℃에서 산화구리(CuO) 전환률 99.9%를 나타냈으며, 폐염산에 용해시켜, 철 치환반응을 통해 제조된 금속구리의 구리 순도는 99.8%로 나타났다. 본 연구를 통하여 현재 중화처리 후, 매립되는 구리 자원의 재활용 방안을 도출하였으며, 이를 사업화하기 위하여 추가적 연구가 필요할 것으로 예상된다.

갈륨은 뛰어난 특성을 가지는 반도체 재료지만, 정광이 거의 존재하지 않는 희소원소이며, 주로 알루미늄이나 아연 제련 등의 부산물로서 얻을 수 있고, 주로 화합물 반도체(compound semiconductor)에 사용되고 있다. 화합물 반도체는 갈륨비소(gallium arsenide, GaAs), 갈륨인(GaP) 등이 있으며, 발광 다이오드(light emitting diode, LED), IC 등에 이용되고 있다. 이러한 화합물 반도체(GaAs, GaP 등)를 습식으로 분리, 농축하는 일반적인 방법으로는 이온교환법(ion exchange method), 용매추출법(solvent extraction method), 산-중화법 등이 있다. 이온교환법은 갈륨을 포함한 용액을 적정한 pH의 영역에서 킬레이트 이온교환 수지를 사용하여 흡착한 후, 탈기하여 갈륨 수용액으로 회수한 후, 전해채취를 통하여 갈륨을 회수하는 방법이며, 용매추출법은 유기용매에 카르본산계 또는 인산계 킬레이트 추출제를 포함한 유기상을 사용하여 수용액의 pH를 조정한 후, 갈륨을 선택적으로 추출하여 분리․농축한 후, 전해채취를 통하여 갈륨을 회수하는 방법이다. 산-중화법은 강산으로 침출해 중화를 거친 후, 알칼리 용해하여 비소와 인을 동시에 석출시키는 정액에 의해서 농축 분리하고 알칼리 용액으로 갈륨을 재용해하여 전해채취를 통해 갈륨을 회수하는 방법이다. 이온교환법과 용매추출법은 고비용과 작업의 안정성 및 환경오염 측면에서 문제점이 있으며, 산-중화법은 산과 알칼리가 다량 소비되는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 GaAs를 알칼리 용액에 산화제를 투입하여 고액농도(pulp density)에 따라 갈륨과 비소를 용해한 후, 알칼리 용해액에 알칼리 토금속 화합물(alkaline earth metals)을 첨가하고, 고액분리하여 갈륨을 용해한 용액과 비소와 알칼리 토금속의 화합물의 고체를 분리하였다. 분리된 갈륨용액은 전해채취를 통하여 갈륨으로 석출시켜 회수하는 습식제련 공정 연구를 수행하였다.

초임계 미분탄(SPC; Supercritical Pulverized Coal) 보일러 발전공정을 대체하는 미래 신발전 공정의 하나로 가스화 복합발전공정(IGCC;Integrated Gasification and Combined Cycle)이 주목 받고 있다. IGCC 공정은 SPC 보일러 발전공정과 비교하여 높은 초기 투자비가 문제가 되지만 발전분야에서 문제로 지목되고 있는 지구온난화 가스인 이산화탄소 포집을 하는 경우 유리한 발전 방식으로 알려져 있다. MIT에서 발표된 자료에 따르면 SPC 발전방식과 IGCC 발전 방식에서 이산화탄소를 포집하는 경우의 발전효율 저감은 각각 9.2% P와 7.2% P로 이산화탄소 포집공정을 연계하는 경우 IGCC 공정이 미래 발전시장에서 우위를 점할 수 있을 것으로 예상하고 있다. IGCC 공정에서 이산화탄소의 포집은 가스화 기에서 만들어진 합성가스 중 일산화탄소(CO)를 수성가스전환(WGS;Water Gas Shift) 반응을 거쳐 이산화탄소(CO₂)로 전환하고 이를 연소기에 공급하기 전에 발전공정에서 제거하게 되며, 이런 이유로 이 공정을 연소 전 CO₂ 포집공정이라고도 부른다. 연소 전 이산화탄소 포집공정은 처리대상가스 중 이산화탄소의 분압이 높고 전체 공정이 고압에서 운전되기 때문에 화학흡수제보다 Henry의 법칙이 적용되는 물리흡수제를 이용하는 공정이 권장되고 있다. 현재까지 화학공정에서 이산화탄소를 분리하기 위한 몇 가지 이산화탄소 분리공정이 개발되어 적용되고 있으나 IGCC 공정에 최적화된 상용 규모의 공정은 제안되어 있지 않다. 본 한국전력공사 전력연구원에서는 2012년부터 위와 같은 기술적 요구와 필요에 대응하기 위해 IGCC 공정에 적용 가능 한 연소 전 습식 이산화탄소 포집기술 확보를 위한 연구개발에 착수하였으며 현재 IGCC에 적용가능한 흡수제의 개발과 이산화탄소 포집 최적공정에 대한 검토를 진행 중이다. 본 논문에서는 최적공정에 대한 검토를 위해 100 MWe 규모의 전력을 생산하는 IGCC 공정에 적용 가능한 이산화탄소 흡수 공정 5개를 AspenPlus를 이용하여 모델링하여 공정의 최적화를 수행하고 이를 통해 얻어진 결과로부터 각 공정의 주요 공정인자들과 주요설비인 흡수탑의 크기와 공정별 에너지 사용량을 비교 하였다. 검토된 공정은 물리흡수공정으로 Selexol, Rectisol, 및 Purisol 공정이 선정되었으며 화학흡수공정과의 비교를 위하여 연소 후 공정에서 널리 쓰이는 대표적 amine 공정인 aMDEA 공정과 물리 및 화학흡수제가 혼합사용되는 Sulfinol 공정이 함께 검토되었다. 각 공정의 주요 공정인자로는 Rectisol 공정의 흡수제 순환량이 Selexol 공정 등 다른 공정에 비해 1.2 이하로 작게 나타났으나 흡수제 손실량은 약 10배 이상 큰 것으로 평가되었다. 또한 흡수탑의 크기 면에서는 aMDEA 공정이 가장 유리한 것으로 평가되었으나 에너지 사용량의 측면에서 화학 흡수공정이 2 ~ 5 배정도 큰 것으로 나타나 운영비가 상대적으로 높게 될 것으로 평가 되었다. 본 연구를 통해 연소 전 CO₂ 포집공정 들의 설계 및 운영 기초자료를 확보하였으며 계속해서 공정의 경제성 및 신뢰성 등의 평가를 통해 최적공정을 선정해 갈 예정이다.

폐전지란 일상적으로 사용하는 각종 전자기기의 전원으로 사용되는 일차전지와 핸드폰, 노트북, 자동차용 배터리 등 충전이 가능한 이차전지가 수명이 다해 발생하는 폐기물을 일컫는다. 이와 같은 폐전지에는 코발트, 니켈, 아연, 망간, 리튬, 구리 등의 유가금속들이 포함되어 있어 유한한 자원을 효율적으로 재활용하기 위해 폐전지 재활용 기술 개발이 요구되어지고 있다. 따라서 본 연구는 6가지 종류의 폐전지, 알카리인, 망간, 니켈 카드튬, 니켈 수소, 리튬 1차, 리튬 이온전지를 질량비 1:1의 비율로 혼합한 전지로부터 유사한 성분함량을 가지는 0.5% Fe, 0.7% Al, 0.1% Cu, 1% Zn, 0.7% Cd, 12% Mn, 7.5% Co, 4% Ni, 3.5% Li을 함유한 모의 용액을 제조하였고 불순물의 제거 및 D2EHPA를 이용한 Zn과 Mn의 추출 후 발생되는 용액으로부터 Co와 Ni을 회수하기 위한 연구를 수행하였다. 실험은 Co를 회수 후 Ni을 회수하였으며 Co를 회수하기 위한 유기 용매로 Cyanex 272, Ni을 회수하기 위한 유기용매로 Versatic 10 acid를 사용하였다. 또한 추출실험에 영향을 주는 인자로써 용매의 농도, O/A 비율, pH에 따른 연구를 수행하였고 탈거실험에 영향을 주는 인자로 O/A 비율과 탈거액인 황산의 농도에 따라 실험을 수행하였다. 모든 분석은 AAS로 진행하였다. 그 결과 4배 농축된 Co와 Ni을 회수할 수 있었다.

파우더 파운데이션은 사용이 간편하고 수정화장이 용이하여 고객들이 많이 사용하고 있으며, 파우더 파운데이션을 만드는 방법은 건식방식, 소성방식, 그리고 습식방법으로 크게 분류할 수가 있다. 이중 습식방법은 이미 잘 알려진 바와 같이 back injection 방법과 front injection 방법이 있으며, 본 논문에서는 front injection 방법을 사용해 실험을 진행하였다. 실험결과 용매의 종류에 따른 경도 변화를 살펴보면 휘발성 실리콘이나 탄화수소계 휘발성 물질을 이용할 때 보다 정제수를 이용할 때 경도가 높게 나타났으며, 사용감 측면에서는 물보다는 탄화수소계 휘발성 물질과 휘발성 실리콘 등을 사용했을 때, 고객 선호도가 높게 나타났다. 또한 코팅물질 변화에 따른 경도 변화로는 아미노산계 코팅물질을 사용하였을 대 경도가 상승하는 효과를 나타냈으며, 실리콘 코팅 물질을 사용했을 때 경도 상승효과가 미비한 것으로 나타났다. 이러한 결과를 토대로 각 대상 고객에 맞는 처방을 개발하고자 할 때 사용감과 경도의 상관관계를 알고, 처방설계에 이용한다면 고객이 원하는 사용감에 한발 더 접근할 수 있으리라 생각된다.

The photodegradation and by-products of the gaseous toluene with TiO2 (P25) and short-wavelength UV (UV254+185nm) radiation were studied. The toluene was decomposed and mineralized efficiently owed to the synergistic effect of photochemical oxidation in the gas phase and photocatalytic oxidation on the TiO2 surface. The toluene by the UV254+185nm photoirradiated TiO2 were mainly mineralized CO2 and CO, but some water-soluble organic intermediates were also formed under severe reaction conditions. The ozone and secondary organic aerosol were produced as undesirable by-products. It was found that wet scrubber was useful as post-treatment to remove water-soluble organic intermediates. Excess ozone could be easily removed by means of a MnO2 ozone-decomposition catalyst. It was also observed that the MnO2 catalyst could decompose organic compounds by using oxygen reactive species formed in process of ozone decomposition.